專利名稱：傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式熱管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直插式熱管換熱器，尤其涉及一種專門針對氧化鋁行業(yè)分解槽鋁酸鈉溶液進(jìn)行降溫而設(shè)計(jì)的傳熱元件及直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器。
背景技術(shù)：
在氧化鋁的生產(chǎn)工藝中，鋁土礦(Al2O3 · H2O和Al2O3 · 3H20)是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸潰，獲得鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘?jiān)瑢V液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長時(shí)間攪拌，鋁酸鈉溶液會分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來洗凈，再在950-1200°C的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用。此法由奧地利科學(xué)家拜耳(K. J. Bayer)在1888年發(fā)明，時(shí)至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”。目前鋁酸鈉溶液的降溫一般有真空法、分解槽外側(cè)加冷凝水、分解槽內(nèi)設(shè)置冷凝水管、套管換熱器、板式換熱器等幾種方案，由于上述方案難以控制換熱管的管壁溫度，換熱管外表易產(chǎn)生氫氧化鋁晶體而“結(jié)疤”。而一旦換熱管表面結(jié)疤嚴(yán)重并影響溶液降溫效果，則必須停車進(jìn)行清理和清洗，影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。此外，對于板式換熱器方案，由于氫氧化鋁固體顆粒的存在，板式換熱器板片磨損嚴(yán)重；同時(shí)板式換熱器也容易“結(jié)疤”堵死，換熱器使用壽命較短，生產(chǎn)裝置運(yùn)行成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的為了克服現(xiàn)有換熱器的缺陷與不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能避免現(xiàn)有換熱器換熱管表面出現(xiàn)的“結(jié)疤”現(xiàn)象，減輕操作、清洗、檢修工人的勞動強(qiáng)度的傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器。技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種傳熱元件，包括管體，所述管體的下部為受熱段、上部為放熱段，在所述放熱段上并從上至下依次設(shè)有翅片和冷卻裝置。為了進(jìn)出水方便，所述冷卻裝置包括包裹在所述管體的外面夾套管，在所述夾套管上設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。進(jìn)一步地，所述冷卻水出口設(shè)在夾套管的上部、所述冷卻水進(jìn)口設(shè)在夾套管的下部。為了能將管體固定在換熱器上，在所述管體上并位于受熱段與放熱段之間設(shè)有支撐固定用管板。為了方便安裝，在所述管體的頂部設(shè)有吊裝用吊耳。包括本體和至少一個(gè)所述傳熱元件，每個(gè)所述傳熱元件的受熱段留在本體內(nèi)、放熱段置于本體外。本實(shí)用新型換熱器的工作原理傳熱元件受熱段直插在鋁酸鈉溶液中，溶液中的熱量通過換熱管管壁傳遞給熱管內(nèi)的工作介質(zhì)(即工質(zhì))，工質(zhì)吸熱汽化后上升至熱管放熱段，通過管壁將熱量傳遞給管外側(cè)的空氣或冷卻裝置，工質(zhì)放熱變成液態(tài)回流至熱管受熱偵牝空氣或冷卻裝置吸熱后排放或進(jìn)行循環(huán)利用，如此不斷形成換熱循環(huán)系統(tǒng)。在所述本體內(nèi)裝有鋁酸鈉溶液，所述受熱段置于所述溶液中。所述傳熱元件在本體內(nèi)為立式垂直布置。在所述本體內(nèi)安裝有攪拌裝置。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是傳熱元件結(jié)構(gòu)合理，能解決現(xiàn)有換熱器“結(jié)疤”、堵塞和板片磨損，且傳熱元件或板片“結(jié)疤”后難以清洗、檢修、檢修工人的勞動強(qiáng)度大的不足；采用此傳熱元件的熱管換熱器，單根傳熱元 件可拆卸、便于清洗，即使傳熱元件失效后也只需更換傳熱元件而無需更換整個(gè)換熱器，方便實(shí)際運(yùn)行操作，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

圖I是本實(shí)用新型中傳熱元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖I和圖2所示，一種傳熱元件，包括管體2，每個(gè)管體2分為受熱段和放熱段，在放熱段上設(shè)有至少一個(gè)增強(qiáng)散熱用的翅片6，在放熱段上并在翅片6的下方設(shè)有冷卻裝置，該冷卻裝置包括包裹在管體2放熱段外面的夾套管4,在夾套管4的上部設(shè)有冷卻水出口 5，在夾套管4的下部設(shè)有冷卻水進(jìn)口 3。在管體2上并位于受熱段與放熱段之間設(shè)有支撐固定用管板8，在管體2的頂部設(shè)有吊裝用吊耳7。利用上述傳熱元件制成的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器，包括本體I和至少一個(gè)傳熱元件，在本體I內(nèi)裝有鋁酸鈉溶液，這樣就實(shí)現(xiàn)了該換熱器與氧化鋁分解槽為一體化結(jié)構(gòu)，在本體I內(nèi)安裝有攪拌裝置；傳熱元件在本體I內(nèi)為立式垂直布置；管體2通過支撐固定管板固定在本體I上，這樣就能使得受熱段置于溶液中，放熱段置于本體I外(即放熱段置于自然空氣中)。為了能實(shí)現(xiàn)單根管體2的拆卸、清洗、更換，支撐固定用管板8與本體I之間采用卡箍方式連接固定。管體2受熱段直插在氧化鋁分解槽鋁酸鈉溶液中，溶液中的熱量通過換管體2管壁傳遞給管體2內(nèi)的工作介質(zhì)(即工質(zhì))，工質(zhì)吸熱汽化后上升至管體2放熱段，通過管壁將熱量傳遞給管外側(cè)的空氣或夾套內(nèi)的冷卻水，工質(zhì)放熱變成液態(tài)回流至管體2受熱側(cè)，空氣或冷卻水吸熱后排放或進(jìn)行循環(huán)利用，如此不斷形成換熱循環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型進(jìn)一步包括管體2放熱段夾套換管體2冷卻水量根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，正常情況下不開啟冷卻水，當(dāng)環(huán)境溫度升高或溶液溫度偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，則通入冷卻水，冷卻水量隨著環(huán)境溫度和分解槽溶液溫度的升高而增加，直至滿負(fù)荷工作。本實(shí)用新型進(jìn)一步包括管體2放熱段纏繞的翅片6的數(shù)量根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境溫度確定，不同地區(qū)采用的翅片6數(shù)量不同。本實(shí)用新型進(jìn)一步包括通過調(diào)整管體2受熱段、放熱段、夾套管4長度以及翅片6數(shù)量，從而達(dá)到控制換熱時(shí)的管體2最低管壁，防止受熱段“結(jié)疤”。[0026]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.一種傳熱元件，其特征在于包括管體(2)，所述管體(2)的下部為受熱段、上部為放熱段，在所述放熱段上并從上至下依次設(shè)有翅片(6)和冷卻裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳熱元件，其特征在于所述冷卻裝置包括包裹在所述管體(2)的外面夾套管(4)，在所述夾套管(4)上設(shè)有冷卻水進(jìn)口(3)和冷卻水出口(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳熱元件，其特征在于所述冷卻水出口(5)設(shè)在夾套管(4)的上部、所述冷卻水進(jìn)口(3)設(shè)在夾套管(4)的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳熱元件，其特征在于在所述管體(2)上并位于受熱段與放熱段之間設(shè)有支撐固定用管板(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳熱元件，其特征在于在所述管體(2)的頂部設(shè)有吊裝用吊耳(7)。
6.利用權(quán)利要求I所述的傳熱元件的直插式熱管換熱器，其特征在于包括本體(I)和至少一個(gè)所述傳熱元件，每個(gè)所述傳熱元件的受熱段留在本體(I)內(nèi)、放熱段置于本體(I)外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特征在于在所述本體(I)內(nèi)裝有鋁酸鈉溶液，所述受熱段置于所述溶液中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特征在于所述傳熱元件在本體(I)內(nèi)為立式垂直布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特征在于在所述本體(I)內(nèi)安裝有攪拌裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器，該傳熱元件包括管體，管體的下部為受熱段、上部為放熱段，在放熱段上并從上至下依次設(shè)有翅片和冷卻裝置。該換熱器包括本體和至少一個(gè)傳熱元件并且該換熱器與氧化鋁分解槽為一體化結(jié)構(gòu)，每個(gè)傳熱元件的受熱段留在本體內(nèi)，放熱段置于本體外。本實(shí)用新型中傳熱元件結(jié)構(gòu)合理，能解決現(xiàn)有換熱器“結(jié)疤”、堵塞和板片磨損，且傳熱元件或板片“結(jié)疤”后難以清洗、檢修、檢修工人勞動強(qiáng)度大的不足；采用此傳熱元件的熱管換熱器，單根傳熱元件可拆卸、便于清洗，即使傳熱元件失效后也只需更換傳熱元件而無需更換整個(gè)換熱器，方便實(shí)際運(yùn)行操作，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。
文檔編號F28D15/02GK202709847SQ201220327059
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者蔡國海, 涂福炳, 管欣 申請人:南京焓能環(huán)保科技有限公司